我如何将 Tikz 绘图的尺寸添加到方程的尺寸中？

Question

这是 Frédéric 回答的稍加修改的代码如何在矩阵上方添加剪辑？

\documentclass{mwrep}   
\usepackage{amsmath}    
\usepackage{tikz}
\newcommand{\tikzmark}[2]{\tikz[overlay,remember picture,baseline] \node [anchor=base] (#1) {$#2$};}
\usetikzlibrary{decorations.pathreplacing}  
\begin{document}
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Proin nibh augue, suscipit a, scelerisque sed, lacinia in, mi.
\begin{equation}
\bar{P}=
\bordermatrix{ \mathrm{state} &   \tikzmark{left}{1} &   \tikzmark{right}{2}  \cr
            1 & 0.3 & 0.1  \cr
            2 & 0.3 & 0.2}
\end{equation}
\tikz[overlay,remember picture]{\draw[decoration=brace,decorate,blue] (left.north west) -- (right.north east) node[midway,above=15pt] {$S_1$};}
\end{document}

可以看到，蓝色部分画在了文本上。这是因为 LaTeX 没有将其计入公式大小。我该怎么做？
我above=15pt特意这样设置，这样效果更明显。

Answer 1

（我感觉我应该表现得像那些房屋改造节目的主持人一样，他们到处走动，看着以前做过的所有粗制滥造的工作，然后大声啧啧称奇地说“谁告诉你把厨房水槽放在卧室里的？”）

问题是你想在这里发生冲突。当括号和它的标签放置那么您希望 TeX 忽略它们的大小。但是当放置方程式时，您又神奇地希望 TeX 再次注意到它们（“哦！它一直在那里吗？我以前没注意到它真是太傻了。”）。这也许是可能的，但需要比我更了解 TeX 的人来弄清楚。

在这种情况下，我实际上会使用单个 TikZ 图片来排版整个内容，从而完全避免这个问题。但是，由于在某些情况下这是不可能的，我将提出一个解决方案这这里有一个问题。这绝对是个 hack。它的作用是向零宽度和正确高度的方程添加一个新元素。我们在矩阵及其所有 gubbins 都已构建之后执行此操作，因此它不会影响它（我确实尝试在矩阵内部执行此操作，但那搞砸了）。新元素是 TikZ 路径。它需要从 TikZ 构建，因为我们想要引用括号上的标签。由于我们希望 TeX 注意到这个元素的大小，因此我们不能使用该overlay选项，但由于我们想要引用其他图表中的内容，因此我们必须使用该remember picture选项。使用remember picture 没有该overlay选项非常危险，因为它会严重干扰边界框（可能会出现边界框随着每次新的 tex 运行而不断增大的情况）。为了避免这种情况，我们仅使用现有图片中的坐标。

神奇的命令是：

\tikz[remember picture,inner sep=0pt,baseline=0pt] \path (label.north);

关键remember picture意味着 TikZ 会记录当前的tikzpicture。这意味着它可以计算其他记忆图片中坐标的相对位移，因此坐标规范(label.north)确实指向标签顶部指定的页面上的位置（我将名称添加到节点$S_1$）。然而，它是相对于当前图片。也就是说，它是相对于当前图片的原点的。这样就没问题了，但当 TikZ 将图片交给 TeX 放置在页面上时，TeX 不知道内部坐标，只知道边界框。由于我们只参考坐标(label.north)，TeX 认为该图片由一个小点组成，并将其放置在这个位置（您可以通过替换\path (label.north);为更复杂的东西来看到这一点，例如\draw (label.south) -- (label.north);线条的高度正确，但被移位到当前位置）。为了解决这个问题，我们添加了一个baseline=0pt选项，当 TikZ 将框交给 TeX 时，它还会说“应该将框放置在内部坐标 (0,0) 位于当前线的基线上的位置”。对我们来说，这会使图表向上移动，这样(label.north)现在垂直方向就是它应该在的位置。事实上，它不是垂直它应该在的位置。同样，如果你\path用合适的命令替换该命令\draw，你会看到所有内容都移到了当前的水平位置。但那没关系，因为这里的问题只是垂直位移。

这是完整的代码。

\documentclass{mwrep}   
\usepackage{amsmath}    
\usepackage{tikz}

\newcommand{\tikzmark}[2]{\tikz[overlay,remember picture,baseline] \node [anchor=base] (#1) {$#2$};}
\usetikzlibrary{decorations.pathreplacing}  
\begin{document}
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Proin nibh augue, suscipit a, scelerisque sed, lacinia in, mi.
\begin{equation}
\bar{P}=
\bordermatrix{ \mathrm{state} &   \tikzmark{left}{1} &   \tikzmark{right}{2}  \cr
            1 & 0.3 & 0.1  \cr
            2 & 0.3 & 0.2}
\tikz[overlay,remember picture]{\draw[decoration=brace,decorate,blue] (left.north west) -- (right.north east) node[midway,above=15pt] (label) {$S_1$};}
\tikz[remember picture,baseline=0pt] \path (label.north);
\end{equation}
\end{document}

正如我所警告的，乱remember picture用overlay会导致边界框出现问题。如果内容开始放置在页面上奇怪的位置，请删除该.aux文件。这会重置所有内容。

结果如下：

我的实验表明，该解决方案不会给方程添加任何水平空间。

Answer 2

我认为对于简单的括号来说，David 的解决方案很棒，而 TikZ 有点矫枉过正。但如果你打算在 TikZ 中使用更复杂的东西，也许你可以多花一点打字成本来更精确地控制你的数学表达式。在这种情况下，我尝试快速复制边框矩阵。

\documentclass{mwrep}
\usepackage{tikz}
\usepackage{amsmath}
\usetikzlibrary{matrix,decorations.pathreplacing}
\begin{document}
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Proin nibh augue, 
suscipit a, scelerisque sed, lacinia in, mi.
\begin{equation}
\bar{P}= 
\begin{tikzpicture}[baseline = (M.center),% center with respect to the matrix center
        every left delimiter/.style={xshift=1ex},%tighter delimiter spacing
        every right delimiter/.style={xshift=-1ex}]
\matrix (M) [matrix of math nodes,left delimiter={[},right delimiter={]} 
        ]{ 
                              0.3 & 0.1 & 0.6 & 0.0 & 0.0 & 0.0 & 0.0 \\
                              0.2 & 0.1 & 0.7 & 0.0 & 0.0 & 0.0 & 0.0 \\
                              0.3 & 0.4 & 0.3 & 0.0 & 0.0 & 0.0 & 0.0 \\
                              0.0 & 0.0 & 0.0 & 0.2 & 0.8 & 0.0 & 0.0 \\
                              0.0 & 0.0 & 0.0 & 0.3 & 0.7 & 0.0 & 0.0 \\
                              0.0 & 0.4 & 0.1 & 0.0 & 0.0 & 0.2 & 0.3 \\
                              0.0 & 0.0 & 0.1 & 0.0 & 0.3 & 0.1 & 0.5 \\
};
\node[anchor=south east] (cornernode) at (M-1-1.north west) {state}; %Position this more 
                                                                     %precisely if desired
\foreach[count=\xi] \x in {1,2,4,3,6,5,7}{ %\xi is the counter \x is the value
\node (M-\xi-0) at (cornernode |- M-\xi-1) {\x}; %Gets the left most column
\node (M-0-\xi) at (cornernode -| M-1-\xi) {\x}; % Gets the top row 
}
\draw[decoration=brace,decorate,blue] (M-0-1.north west) -- (M-0-3.north east)%
 node[midway,above] {$S_1$};
\draw[decoration=brace,decorate,blue] (M-0-4.north west) -- (M-0-5.north east)%
 node[midway,above] {$S_2$};
\end{tikzpicture}
\end{equation}
\end{document}